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Land-use history and the origins and effects of lianas on tree-communities. The case of secondary forests in Northeastern Yucatan Peninsula, Mexico
Economic problems generate large secondary tropical forests due to crop abandonment; lianas (woody vines climbing upon trees) proliferate there. Lianas generally retard the growth and carbon capture of trees, potentially enhancing global change. It is not known whether all liana species play such a role and which land-use disturbances determined the current species composition of liana communities. We surveyed all lianas 1cm diameter at ground level and all trees 3.16 cm diameter at 1.3 m above ground in twelve plots 20 x 20-m each in semi-evergreen tropical forests in Northeastern Yucatan Peninsula, Mexico, re-measuring the trees 15 mo later. Lianas were classified into two anatomic types: “hard” (typical stem with compact xylem masses) and “soft” (with much parenchyma and wide xylem vessels). History, archaeology, anthropology, and remote sensing studies, as well as non-formal interviews were used to determine the land-use history of each stand. Increasing densities of the hard liana Dalbergia glabra (Leguminosae), but not of soft lianas –Arrabidaea spp, Cydista sp, Melloa spp (Bignoniaceae) and Serjania sp (Sapindaceae), were related to more rapid relative growth rates of trees (Linear regression, R2 = 0.680, P = 0.001). Where D. glabra dominated, the trees hosting it grew more rapidly, but trees with large liana-tangles grew more slowly where soft lianas were dominant (Kruskall Wallis, P > 0.01 in both cases). The anatomy of soft lianas suggests that they are less able to survive burn after slash during shifting cultivation than D. glabra – the previous land use where D. glabra dominated. Soft-liana dominated stands were not burnt but subjected to liana-cut during logging and extraction of lianas, palm leaves and latex from Manilkara zapota trees. Our results suggest that some lianas enhance carbon capture mitigating global change, whereas others do not and that the dominance of one liana species is a legacy of previous land use, which is better understood by combining natural and social sciences.
Ertrags- und Bewirtschaftungsprobleme im traditionellen Wechselfeldbau führt zur Entwicklung umfangreicher Sekundärwälder in den Tropen, die zunehmend von Lianen kolonisiert sind. Im Allgemeinen verlangsamen Lianen das Wachstum der Bäume und damit die C-Assimilation mit indirekten Wirkungen auf den CO2-Kreislauf. Wenig bekannt ist, ob alle Lianenarten diese Rolle spielen und welche Landnutzungsstörungen der Vergangenheit die aktuelle Artenzusammensetzung bestimmen. Auf zwölf Plots (20 x 20 m) im teilimmergrünen Tropenwald im Nordosten der Yucatan-Halbinsel wurden alle Lianen 1 cm Durchmesser am Boden und alle Bäume 3,16 cm Durchmesser in Brusthöhe identifiziert und vermessen. Fünfzehn Monate später erfolgte eine Wiederholung der Messungen. Zwei anatomische Lianentypen wurden gefunden: „hart“ (typischer Stamm mit kompaktem Xylem) und „weich“ (Entwicklung des Stammes mit viel Parenchym und breiten Xylemleitgefäßen). Historische, archäologische, anthropologische, fernerkundliche Quellen und informelle Interviews wurden kombiniert, um die historischen Phasen der Landnutzung abzuleiten. Zunehmende Bestandsdichte der „harten“ Liane Dalbergia glabra (Leguminosae), aber nicht der „weichen“ Lianen Arrabidaea spp, Cydista spp, Melloa sp (Bignoniaceae) und Serjania sp (Sapindaceae) korrelieren mit einem schnelleren Wachstum der Bäume (lineare Regression, R2 = 0,68, P = 0,001). Auf Plots mit D. glabra-Dominanz ist das Wachstum der Bäume größer, im Gegensatz zu Plots mit einer Dominanz „weicher“ Lianen bei hohem Kronenbesatz (Kruskall Wallis, P > 0,01). Während holzige Lianen wie D. glabra besser an Brandeinwirkung angepasst sind, ist die Überlebensrate bei den „weichen“ Lianen nur gering. In slash & burn Plots dominiert daher D. glabra. „Weiche“ Lianen dominieren dort, wo nicht durch Feuer Nutzungsstörungen auftraten, sondern durch Logging (Holzeinschlag), Lianen- und Palmblätternutzung und wo Kaugummilatex von Manilkara zapota Bäumen gewonnen wurde. Unsere Ergebnisse zeigen, dass einige Lianen die C-Assimilation der Bäume verbessern, andere jedoch nicht. Die Dominanz einzelner Lianenarten ist ein Ergebnis der historischen Landnutzungsentwicklung in Verbindung mit dem Sekundärwaldwachstum, was über die Verknüpfung von Landnutzungsgeschichte und vegetationsgeographischen Analysen besser erklärt werden kann.
